基于3D打印的大尺寸猪笼草口缘区仿生表面设计

作     者：姜晨 朱达 魏久翔 孔令豹 JIANG Chen;ZHU Da;WEI Jiuxiang;KONG Lingbao

作者机构：上海理工大学机械工程学院上海200093 复旦大学信息科学与工程学院上海200433 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2021年第57卷第13期

页      面：225-231页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51475310) 

主　　题：仿生表面 液体单向铺展 猪笼草口缘区 结构参数 3D打印 

摘      要：为了解决现有猪笼草口缘区仿生表面由于结构尺寸小而难以实现大批量制备的问题,设计并采用3D打印制备具有单向铺展性的大尺寸结构猪笼草口缘区仿生表面。根据毛细作用理论分析面向大尺寸结构的猪笼草口缘区结构参数铺展作用机理,基于3D打印精度分析和微流道流体仿真,计算获得具有单向铺展性的百微米级以上结构参数范围;采用光固化成型方法制备具有大尺寸微结构的仿生表面,通过液体铺展试验测试仿生表面的液体单向铺展性能,获得性能良好的百微米级结构猪笼草口缘区仿生表面。结果表明:空腔楔角30°,椭圆半长轴570μm,微流道宽度360μm、盾形微结构体长360μm、盾形微结构拉伸长度200μm的仿生表面具有优异的液体单向铺展特性,采用常规3D打印技术即可实现其快速制备。